Den här bilden visar den bruna dvärgen ISO-Oph 102 eller Rho-Oph 102 i Rho Ophiuchi stjärnbildande region. Erkännande: Davide De Martin
Bruna dvärgar bebor en slags otydlig linje mellan stjärnor och planeter: deras massa är till synes för liten för att de ska vara fullstjärniga stjärnor och ändå är de för stora för att vara planeter. Dessa svaga stjärnor upptäcktes först 1995 men nuvarande uppskattningar säger att bruna dvärgar kan vara lika många som normala stjärnor i vår galax. Nu har astronomer hittat en brun dvärg som har en dammig skiva som omger den, precis som skivorna som omger vanliga, unga stjärnor. Det innehåller massivkorn på millimeterstorlek, och runt andra nyfödda stjärnor är dessa skivor av kosmiskt damm där planeter bildas. Astronomer säger att denna överraskande finner utmaningar teorier om hur steniga, jordskaliga planeter bildas, och antyder att steniga planeter kan vara ännu vanligare i universum än förväntat.
Steniga planeter tros bildas genom den slumpmässiga kollisionen och fastnar ihop vad som ursprungligen är mikroskopiska partiklar på skivan av material runt en stjärna. Dessa små korn liknar mycket fin sot eller sand. I de yttre regionerna runt en brun dvärg förväntade astronomer emellertid att korn inte kunde växa på grund av att skivorna var för glesa, och partiklar skulle röra sig för snabbt för att hålla sig ihop efter kollision. De rådande teorierna säger också att alla korn som lyckas formas bör röra sig snabbt mot den centrala bruna dvärgen och försvinna från de yttre delarna av skivan där de kunde upptäckas.
"Vi blev helt förvånade över att hitta korn i millimeterstorlek i denna tunna lilla skiva," sade Luca Ricci från California Institute of Technology, USA, som ledde ett team av astronomer med säte i USA, Europa och Chile. "Fasta korn av den storleken borde inte kunna bildas i de kalla yttre områdena på en skiva runt en brun dvärg, men det verkar som om de gör det. Vi kan inte vara säker på om en hel stenig planet kan utvecklas där, eller redan har gjort, men vi ser de första stegen, så vi kommer att behöva ändra våra antaganden om förhållanden som krävs för att fasta partiklar ska växa, säger han .
Konstnärens intryck av skivan med damm och gas runt en brun dvärg. Kredit: ESO
Ricci och hans team använde Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) för sina observationer. Även om teleskopet inte är helt klart ännu, gjorde ALMA: s höga upplösning teamet möjlighet att fastställa kolmonoxidgas runt den bruna dvärgen - första gången kallt molekylärt gas har upptäckts på en sådan skiva. Denna upptäckt, tillsammans med millimeterstorlekarna, tyder på att skivan är mycket mer lik de runt unga stjärnor än tidigare förväntat.
ALMA, beläget i den chilenska öknen i hög höjd, är en samling skålformade antenner med hög precision, som fungerar tillsammans som ett stort teleskop för att observera universumet i millimetervåglängder, vilket möjliggör observationer av extrem detalj och känslighet. Byggandet av ALMA är planerat att avslutas 2013, men astronomer började observera med ett partiellt antal ALMA-rätter under 2011.
Astronomerna pekade ALMA mot den unga bruna dvärgen ISO-Oph 102, även känd som Rho-Oph 102, i Rho Ophiuchi-stjärnbildande region i stjärnbilden Ophiuchus. Den bruna dvärgen har ungefär 60 gånger massan av Jupiter men bara 0,06 gånger solens, och har så för liten massa för att antända de termonukleära reaktionerna genom vilka vanliga stjärnor lyser. Emellertid avger den värme som frigörs genom sin långsamma gravitationskontraktion och lyser svagt med en rödaktig färg.
Astronomerna kunde bestämma att kornen på skivan är en millimeter eller mer i storlek.
"ALMA är ett kraftfullt nytt verktyg för att lösa mysterier om planetsystembildning", säger Leonardo Testi från ESO, medlem av forskargruppen. ”Att testa detta med föregående generations teleskop skulle ha behövt nästan en månad att observera - omöjligt länge i praktiken. Men med bara en fjärdedel av ALMA: s slutliga komplement av antenner kunde vi göra det på mindre än en timme! " han sa.
När ALMA är klar hoppas teamet att vända teleskopet igen mot Rho-Oph 102 och andra liknande föremål.
"Vi kommer snart att inte bara kunna upptäcka närvaron av små partiklar i skivor," sade Ricci, "utan också kartlägga hur de är spridda över den circumstellariska skivan och hur de interagerar med gasen som vi också har upptäckt på skivan. . Detta kommer att hjälpa oss att bättre förstå hur planeter blir. ”
Källa: ESO
